热电池用FeS_2/电解质复合薄膜正极的制备及性能

采用超声喷涂技术及丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS_2/电解质隔膜复合薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、三种碳材料导电剂及导电剂的不同添加量对单体电池放电性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)对FeS_2正极在电解质隔膜上的表面形态进行了表征。实验结果表明,一体化薄膜正极中电解质添加量对正极材料的影响较小,含量为15%时较为适宜。一体化薄膜正极中乙炔黑、活性炭和CNTs的适宜添加量分别为3%,3%和1%。     

喷雾法制备FeS_2薄膜材料及其在热电池中的性能

采用喷雾法薄膜化工艺制备了FeS_2薄膜正极,研究了薄膜正极中导电剂(超导炭黑)的添加量对热电池单体电池放电性能的影响。以异丙醇为溶剂,适量的超导炭黑为导电剂,采用喷雾法制备热电池FeS_2薄膜正极。与传统的压片制备FeS_2阴极相比,喷雾法合成的黄铁矿薄膜厚度小,在放电过程中有较高的放电比容量。在500℃,相对湿度RH1%的条件下,测试了单体电池的放电性能。测试结果表明,5%XC-72R掺杂FeS_2材料的单体电池的放电比容量最高。     

热电池NiCl_2薄膜正极中添加剂对放电性能的影响

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了NiCl_2薄膜正极,研究了薄膜正极中添加单种粘结剂、共混粘接剂以及不同导电剂对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,NiCl_2薄膜正极中共混粘结剂在粘结性能以及放电性能方面表现优秀,最佳共混比例为MgO与SiO_2的质量分数比为90:10,此外,添加10%的活性炭导电剂可以提高薄膜正极的导电性,从而提高电池的放电性能。     

LiSi/FeS_2热电池薄膜正极性能影响因素的研究

采用丝网印刷薄膜化工艺制备了FeS2薄膜正极,研究了薄膜正极中电解质添加量、导电剂添加量和测试温度对单体电池放电性能的影响。实验结果表明,薄膜正极中电解质和导电剂的最佳添加量分别为20%(质量分数)和3%(质量分数)。在最优工艺下,其单体电池以100和200 mA/cm2恒流放电的平台电压分别约为1.80和1.74 V,截止电压为1.5 V时的放电比容量分别为316.2和326.7 mAh/g。此外,测试温度是一个较为敏感的因素,热电池的放电平台电压随测试温度的升高而增大。     

金属导电剂对FeS_2正极材料电性能的影响

通过向FeS_2正极中分别添加3%、6%、9%三种不同比例的Fe、Cu、Ag、Sn、Ni、羰基Ni六种不同金属的粉末,在FeS_2/LiCl-KCl/LiSi热电池电化学体系下,研究其对单体电池放电性能的影响。最终确定对单体电池放电性能提升最明显的为Ag、Cu两种金属粉末。深入研究表明,与纯FeS_2正极单体电池相比,其放电性能均有提升,在1.5?,450℃放电条件下,添加6%的Ag粉,放电时间可延长26.06%,为提升正极活性物质利用率提供了思路与方法。     

钻井用Li-Si/LiNO_3-KNO_3-Ca(NO_3)_2/Cu_3V_2O_8热电池放电性能的研究

合成了Cu3V2O8(CVO)作为正极活性物质,并通过X射线衍射光谱法(XRD)对CVO进行表征;制备了Li NO3-KNO3-Ca(NO3)2电解质,并测试了其熔点。通过对Li-Si/Li NO3-KNO3-Ca(NO3)2/CVO单体热电池进行恒流放电测试,探究了导电剂CNT、电解质在正极材料中的添加量以及温度对放电性能的影响。结果表明,在正极中,CNT与电解质的适宜质量分数分别为5%、35%。单体电池的放电性能受温度的影响比较大,温度在250~280℃时,单体电池有较好的放电效果。     

热电池正极材料NiCl2的制备及性能研究

采用高温升华工艺对NiCl2材料进行处理,表征测试结果表明,处理得到的NiCl2正极材料具有更好的结构.实验表明在850℃升华下得到的NiCl2升华粉作为热电池正极材料时,单体电池的放电性能最佳.由于NiCl2材料导电性能较差,针对这一特征,对金属和非金属导电剂的添加进行了研究,同时也进一步对混合导电剂的改性进行研究,发现添加复配比例m(石墨烯):m(镍粉)为3:7的混合导电剂的单体电池放电性能最优,初始放电电压为2.43 V,截止1.0 V的比容量为279.5 mAh/g.     

锌离子电池的性能影响因素研究

针对目前锌离子电池循环性能不好、容量下降机理不明确等问题,以超细锌粉为负极、硫酸锌为电解液、α-MnO_2为正极,系统研究了锌负极的缓蚀工艺、电解液浓度和导电剂种类及含量对锌离子电池放电性能的影响。锌负极析氢实验表明在2 mol/L的硫酸锌电解液中,采用单一缓蚀剂时,不同缓蚀剂对超细锌粉的缓释效果CTABBTAPVP,当CTAB的加入量为60 mg/L时,其缓蚀效果最好,缓蚀效率达到51%;电解液浓度实验表明硫酸锌电解液的浓度为2mol/L时电池的性能最佳;导电剂实验表明使用乙炔黑作导电剂,正极添加质量分数为40%MnO2,负极质量分数为25%Zn时电池的放电比容量最高可达613 mAh/g。     

热电池钒酸铜正极性能影响因素的研究

通过溶胶凝胶法合成钒酸铜正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)、差热分析(DTA)和粒度分析方法对钒酸铜材料进行了表征。采用粉末压片工艺制备单体电池,实验结果表明,正极中电解质和导电剂的最佳质量分数添加量分别为25%和10%。单体电池以100 m A/cm~2恒流放电时,起始电压可达2.811 V,截止电压为2V时比容量为212 m Ah/g.     

热电池用NiF2正极材料的制备

采用中温脱水及高温烧结的方法制备NiF₂混导电剂正极粉体，由XRD表征结果可知，经烧结处理的NiF₂粉末具有更加稳定的结构和良好的热稳定性能。经过680℃高温处理的NiF₂粉体添加镍粉与石墨烯质量比为7∶3的复配导电剂能显著提升单体热电池的放电性能，此NiF₂粉体正极装配的单体电池在520℃下以100 mA/cm²电流密度恒流放电时起始电压达2.497 V，截止电压1.0 V时的比容量达262.7 mAh/g。由9节单体电池组成的样机电池组的脉冲测试可知，其初始放电电压达23.8 V，当放电电压到16.7 V(70%峰值电压)时，激活时间为0.26 s。研究初步表明，此制备方法提高了NiF₂正极粉体的导电性能、放电电压和放电比容量，并且极大缩短了成品热电池的激活时间，操作简单可行性高。     

热电池用NiCl_2薄膜正极的制备研究

;采用溶液法在NiCl_2中添加不同导电剂,与电解质混合后涂覆在泡沫镍基体上,制成NiCl_2薄膜正极。实验中添加石墨烯、碳纳米管和高比表面积活性炭都可提高放电电压,其中采用此三种混合导电剂可使450℃恒温,100 mA/cm2恒流放电电压达2.36 V,截止电压1.8 V时,放电比容量达211.8 mAh/g。热电池样机室温1 A放电,单体电压可达2.53 V,激活时间0.33 s。初步研究表明,NiCl_2中添加含碳导电剂不但提高了电导率,还缩短了激活时间,且操作方法简单易行     

AA型Li-FeS2电池性能的研究

Li-FeS2电池正极的传统工艺是将正极活性物质与导电剂和粘结剂混合,并高速搅拌成浆涂布在铝箔上。这种工艺制造的Li-FeS2电池容量较小,不能满足高速发展的电子产品对电池高容量的要求。为了提高AA型Li-FeS2电池的容量,对电池的正极制造进行了研究。用轧膜法代替涂布法制造正极的工艺,可增大极片的密度和比能量,对提高电池的容量有明显效果。根据对加有不同电解液量电池的放电容量及电池内阻的测试结果,选取了电池的最佳电解液量为2.6g。     

影响MH/Ni电池正极放电容量的因素

综述了影响MH/Ni电池正极放电容量的各种因素,如集流体、电解液、隔膜、活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂、成型压力、化成工艺等.各种因素中,正极性能好坏的决定因素是氢氧化镍的性质.现已普遍采用高活性的球形氢氧化镍;其次是添加剂,钴、稀土、锌、锰等元素的合理添加,能够有效提高氢氧化镍比容量,增大电极反应的可逆性和电池的其它性能,其中钴元素的掺杂方式对正极放电容量的影响极大.此外,集流体、隔膜、导电剂、粘结剂、制片工艺和化成制度也影响MH/Ni电池正极的放电容量.     

复合导电剂对锂离子电池性能的影响

将石墨烯(rGO)、导电石墨(SP)和碳纳米管(CNT)复合，制得rGO/SP、CNT/rGO和CNT/SP复合导电剂，用来改善锂离子电池正极的导电性能。采用XRD、SEM、电化学阻抗谱及恒流放电等测试，分析导电剂的形貌及电池的性能。导电剂种类对于电池电化学性能的影响较大。添加CNT/rGO制备的正极粉末电导率最高，可达到2.305 S/cm，与混合正极材料[m(LiNi_(0.80)Co_(0.15)Al_(0.15)O_2)∶m(LiMn_2O_4)=7∶3]相比，提高了27倍。采用CNT/rGO复合导电剂制备的18650型混合正极材料锂离子电池，单体电池内阻最小(13.5 mΩ)、化成容量最高(1 856.1 m Ah)。在4.2～2.5 V充放电，以10.00 C高倍率放电时，平台电压最高(3.2 V)、放电容量最高(1 764.5 m Ah);以1.00 C倍率循环600次，rGO/SP、CNT/SP和CNT/rGO复合导电剂制备的电池容量保持率分别为93.70%、94.36%和95.13%。     

热电池用LiMn_2O_4正极材料的制备及性能研究

通过高温固相法合成LiMn_2O_4正极材料,采用X射线衍射光谱法(XRD)、扫描电子显微镜法(SEM)和激光粒度分布仪对其结构和形貌进行表征。将正极材料、Li Si合金粉和Li_2SO_4-Li_2CO_3-Li_3PO_4-Li F四元电解质运用粉末压片工艺制备单体电池,研究正极掺杂电解质对放电性能的影响。实验结果表明掺杂电解质为20%(质量分数)的正极材料具有优良的放电性能。其单体电池以30 m A/cm2恒流放电,放电起始电压为2.802 V,截止电压为2 V时,放电时间达到42.48min,比容量188.7 m Ah/g。     

热电池用正极-电解质一体化复合薄膜的制备及性能研究

面向新一代小型化轻量化武器装备对热电池电源的实际需求,通过流延涂布工艺制备了正极-电解质一体化复合薄膜极片.所制备的一体化薄膜具有良好的机械强度,极片厚度仅为180 mm,远小于传统粉末压片工艺制得极片的厚度.将一体化薄膜极片与锂硼负极组装成单体电池进行放电,放电结果表明,在100 mA/cm2的电流密度下,450℃时...     

复合酸掺杂聚苯胺正极材料的制备及性能

以苯胺为单体,硫酸和磺基水杨酸进行复合掺杂,电化学聚合导电聚苯胺,采用正交设计优化聚苯胺正极材料的制备工艺。采用X射线衍射、傅里叶红外光谱对导电聚苯胺电极进行了研究与表征,结果表明大分子基团的加入进一步增大了聚苯胺分子链的离域程度,提高了导电性;采用扫描电镜,电化学测试以及组成电池放电对电极表征,结果表明聚苯胺正极的最佳制备工艺条件为添加12%(质量分数)的二氧化锰,导电剂使用碳纳米管,电极制作方式采用包网模式,压制电极的压力为12 MPa,与镁合金组成海水电池,以25 mA/cm2恒电流放电,比能量为108 mWh/g。聚苯胺与二氧化锰复合使得电极的放电性能得到显著提高,电极放电比能量与氯化银电极持平。     

热电池FeS2正极丝网印刷薄膜化制备研究

采用丝网印刷薄膜电极制备工艺,将FeS2与电解质、导电剂混合,印至基体表面,经真空干燥,制成薄膜正极,其厚度为0.4～0.5 mm.与LiSi合金负极和LiCI-KCI低共熔电解质组成单体电池,将3个单体电池串联封装制成热电池.常温分别以45Ω和4.5Ω恒阻放电,其放电曲线平缓,峰值电压分别达到6.59V和6.12V,相比现有粉末压片工艺制备的电池,其单体电池峰值电压提高0.15V.通过选用不同薄膜基体材料,可使热电池满足不同需求.初步研究表明,新工艺更能适应当前热电池大功率小型化长寿命发展的需要.     

不同导电剂体系对LiFePO_4锂离子电池性能的影响

研究了不同导电剂体系(Super P、VGCF)的LiFePO_4锂离子电池的性能。利用SEM及充放电方法对极片表面形貌和电池的电化学性能进行了表征和测试。SEM测试表明,VGCF分散性能良好,在正极片中形成良好的三维导电网络结构。极片面电阻测试表明,添加VGCF后正极片面电阻明显降低。电性能测试表明,添加VGCF的电池性能明显优于SP作导电剂的电池,大倍率放电性能改善明显,常温1 C/2 C循环700次容量保持率分别为99.40%和94.86%。     

氟化碳在一次锂锰电池中的应用

将氟化碳掺入正极材料中,研究了氟化碳分别作为导电剂和活性物质时,最佳的添加量。氟化碳作为导电碳使用,固定二氧化锰的量为86.06%,当氟化碳/导电碳(质量比)小于1.27时,氟化碳的加入可以提高锂锰电池的小电流放电;氟化碳作为正极活性物质使用时,固定导电碳的占比为10.7%,EMD/氟化碳(质量比)为56.4时,其放电性能最佳。